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本期向大家推介的是www.优德88.cpm 表面涂层加工技术领域的专利成果:一种提高医用金属表面类金刚石涂层膜基结合强度的方法。
知识产权情况:
一种提高医用金属表面类金刚石涂层膜基结合强度的方法
专利权人:www.优德88.cpm
专利类型:发明专利
专利号:ZL202210711095.2
发明人:张克栋;李志浩;邢佑强;刘亚运;郭旭红
技术背景:
钛合金、不锈钢等医用金属材料,因其优异的生物惰性、高强度、良好的韧性,一直作为生物医学材料的首选之一。但这些医用金属材料在长期使用过程中存在耐磨性差的问题,且关节摩擦过程中产生的磨损颗粒可能导致骨溶解和植入物排斥,这使得提高医用金属材料的机械性能和摩擦磨损性能成为医疗工程领域的研究热点。
类金刚石(DLC)涂层,由于具有良好的生物相容性、耐磨性、改善金属磨屑的不良生物反应等优点,被广泛应用于医疗工程领域。然而,将DLC涂层应用于医用金属材料上时,由于二者之间的机械和热性能不匹配,DLC涂层沉积在医用金属基体上时容易剥离,严重限制了DLC涂层在生物医学移植材料中的应用。因此,为了更好的与DLC涂层结合,基体材料须同时具有较高粗糙度、高润湿性、高硬度及弹性模量等物理性能,还要兼具与涂层相匹配的化学性能与机械性能,以提高涂层膜基结合强度。
目前,主要通过涂层材料改性、调整涂层制备工艺、引入中间过渡层及基体预处理等方法来提高涂层与基体材料之间的结合强度,用以解决涂层剥离问题。但能有效改善涂层材料性能的元素价格昂贵,不便于大范围应用;当前阶段的涂层制备工艺已广泛应用于制造业,不便于普遍更新换代;此外,传统的基体预处理方法,如喷砂处理、渗氮处理等,存在喷砂处理不均匀、渗氮处理形成渗氮层深度浅且环境保护措施不足和制备重复性差等缺点。因此,亟需一种新型基体预处理手段以提高涂层膜基结合强度。
成果简介:
本发明公开了一种提高医用金属表面类金刚石涂层膜基结合强度的方法,该方法包括以下步骤:利用紫外纳秒激光在预处理后的基体表面加工形成织构形貌;将石墨粉与粘结剂混合制备的碳糊涂覆在具有织构形貌的基体表面,在激光作用下进行渗碳处理;以碳化钨为溅射靶材,在基体表面沉积碳化钨涂层。本发明通过微织构/渗碳化复合加工技术在金属表面制备类金刚石涂层,利用织构结构增加了涂层和基体之间的接触面积以提高涂层的附着力,将碳原子渗入到基体表面形成功能梯度层,使基体表面获得与涂层相匹配的物理化学性能,提高了涂层与基体之间的物理化学吸附作用,在上述物理结合和化学键合的协同作用下,极大地提高了基底与涂层间的结合强度。